ورق
لوله
قوطی و پروفیل
میلگرد
تیرآهن و مقاطع سنگین
اتصالات
نبشی، ناودانی، سپری
مش و شبکهها
مفتول و سیمها
مواد اولیه فولاد
ضایعات آهن
همراه فلزحداکثر فاصله آزاد بین میلگردها + قوانین، نکات و اصول فنی
یکی از مهمترین مواردی که در طراحی و اجرای سازههای بتن آرمه باید رعایت شود، فاصله مناسب بین میلگردهاست. بسیاری از مهندسان، پیمانکاران و سازندگان تصور میکنند که «هرچه میلگرد بیشتر باشد، ایمنی سازه افزایش پیدا خواهد کرد»؛ اما این باور کاملاً اشتباه است.
اگر فاصله میلگردها خیلی کم باشد، بتن نمیتواند بین آنها نفوذ کند و در نتیجه با ایجاد حفرههای خالی، مقاومت سازه به شکل قابلتوجهی کاهش پیدا میکند. اگر هم فاصله هم خیلی زیاد باشد، بتن در نواحی بین میلگردها کنترل نشده و ترکهای عریض ایجاد میشود. در هر دو حالت، اتفاق مشابهی رخ خواهد داد و آن کاهش ایمنی سازه است.
در این مقاله بررسی خواهیم کرد که حداکثر و حداقل فاصله بین میلگردها در اعضای مختلف سازه به چه صورت است و چگونه باید یک سازه استاندارد متناسب با آییننامهها ساخت.
فاصله آزاد بین میلگردها چیست؟
فاصله آزاد یعنی کمترین فاصلهای که از سطح یک میلگرد تا سطح میلگرد کناری اندازهگیری میشود. این مفهوم که با ترمِ Clear Spacing تعریف میشود، با مفهوم مرکز به مرکز و اصطلاحِ Center-to-Center متفاوت است که در نقشههای اجرایی مورد استفاده قرار میگیرد.
نکته: در زلزله سال ۱۳۹۶ کرمانشاه، خرابی تعداد قابل توجهی از ستونها به علت تراکم بیش از حد میلگرد و بتنریزی ناقص گزارش شد. این حادثه نشان داد که رعایت فاصله مناسب میلگردها مستقیماً بر ایمنی سازه تأثیر میگذارد.
برای تبدیل دو مفهومی که بالا توضیح دادیم یک فرمول ساده وجود دارد:
فاصله آزاد + قطر میلگرد = فاصله مرکز به مرکز
مثال: اگر میلگرد ۲۰ میلیمتری داشته باشید و فاصله آزاد ۴۰ میلیمتر باشد، فاصله مرکز به مرکز برابر ۶۰ میلیمتر خواهد بود.
آرماتوربندی یکی از مهمترین و حیاتیترین مراحل در اجرای سازههای بتنی است که نقش کلیدی در افزایش مقاومت کششی بتن ایفا میکند. به همین منظور، پیشنهاد میکنیم مقاله آرماتوربندی چیست؟ آموزش اصول، نکات و اهمیت آرماتوربندی سازه را در بلاگ همراه فلز مطالعه کنید.
محدودیتهای فاصله بین میلگردها چقدر است؟
مبحث نهم مقررات ملی ساختمان و آییننامه بتن ایران برای هر عضو از سازه مقادیر مشخصی تعریف کردهاند. قانون کلی این است که هم حداقل و هم حداکثر فاصله بین میلگردها باید به صورت همزمان رعایت شوند.
حداقل فاصله آزاد در اعضای خمشی (تیر، دال)
بر اساس بند ۹-۲۱-۲-۱ مبحث نهم، فاصله آزاد بین میلگردهای موازی در یک سفره نباید از هیچکدام از مقادیر زیر کمتر باشد:
- ۲۵ میلیمتر
- قطر بزرگترین میلگرد (db)
- ۱.۳۳ برابر قطر بزرگترین سنگدانه بتن
هر کدام از این سه مقدار که بزرگتر بود، همان حداقل فاصله مجاز است. وقتی میلگردها در چند ردیف (سفره) قرار میگیرند، میلگردهای ردیف بالایی باید دقیقاً بالای ردیف پایینی باشند تا بتن بتواند راحت بین سفرهها عبور کند. فاصله آزاد بین دو ردیف هم نباید از ۲۵ میلیمتر یا قطر بزرگترین میلگرد کمتر شود.
حداکثر فاصله آزاد در اعضای خمشی
برای میلگردهای طولی در اعضای خمشی مثل تیر، فاصله محور به محور میلگردها نباید از ۲۰۰ میلیمتر بیشتر شود. این محدودیت برای کنترل عرض ترکها در ناحیه کششی ضروری است.
در تیرهایی که ارتفاع مقطع از ۹۰۰ میلیمتر بیشتر است، باید از آرماتور جلدی (Skin Reinforcement) هم در طرفین تیر استفاده کرد. فاصله این میلگردها هم با فرمول کنترل ترک محاسبه میشود.
حداکثر فاصله میلگرد طولی در ستون
ستونها از مهمترین اعضای سازه هستند و رعایت فاصله مناسب بین میلگردهای طولی در آنها مستقیماً روی توانایی تحمل بار تأثیرگذار است.
بر اساس مبحث نهم، حداکثر فاصله محور به محور میلگردهای طولی در ستون ۲۰۰ میلیمتر است. اگر این فاصله بیشتر شود، ستون مقاومت لازم برای تحمل بارها و تنشهای لرزهای را نخواهد داشت.
در عمل، در سازههای معمول معمولاً میلگردهای طولی ستون در فاصله ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلیمتری از هم قرار میگیرند. وقتی از بتن با سنگدانه درشتتر استفاده میشود، این فاصله ممکن است تا ۱۵۰ میلیمتر هم برسد.
نکته مهم: بین ۱ تا ۸ درصد سطح مقطع ستون باید از میلگرد تشکیل شده باشد. اما عملاً بهتر است این نسبت از ۳ درصد بیشتر نشود تا امکان بتنریزی مناسب وجود داشته باشد.
حداقل فاصله میلگرد در ستون
کمبودن فاصله بین میلگردهای طولی ستون یکی از اشتباهات رایج در ساخت سازههاست. وقتی میلگردها خیلی به هم نزدیک باشند، بتن توانایی پر کردن فضای بین میلگردها را نخواهد داشت و پدیدهای به نام «کرموشدگی» اتفاق میافتد. در کرموشدگی، ذرات بتن از هم جدا شده و بین بتن و میلگرد حفرههای خالی پدید میآید. نتیجهی این پدیده هم کاهش جدی مقاومت ستون است.
بر اساس آییننامه و مبحث نهم، حداقل فاصله آزاد بین میلگردهای طولی ستون باید از بزرگترین این سه مقدار کمتر نباشد:
- ۴۰ میلیمتر
- ۱.۵ برابر قطر بزرگترین میلگرد
- ۱.۳۳ برابر قطر بزرگترین سنگدانه بتن
مثال: اگر از میلگرد ۲۵ میلیمتری و سنگدانه ۲۰ میلیمتری استفاده میکنید:
- معیار اول: ۴۰ میلیمتر
- معیار دوم: ۲۵ × ۱.۵ = ۳۷.۵ میلیمتر
- معیار سوم: ۲۰ × ۱.۳۳ = ۲۶.۶
بزرگترین مقدار ۴۰ میلیمتر است، پس حداقل فاصله آزاد ۴۰ میلیمتر خواهد بود.
همچنین طبق آییننامه، میلگردهای طولی ستون باید با خاموت یا سنجاقی مهار شوند. اگر فاصله یک میلگرد مهار نشده تا میلگرد مهار شده از ۱۵۰ میلیمتر کمتر باشد، میتوان آن را یکی در میان با سنجاقی مهار کرد.
حداکثر فاصله آرماتور در فونداسیون
فونداسیون یا شالوده که یکی از مهمترین اعضای سازه است، مستقیماً در تماس با خاک قرار دارد و بار سازه را به زمین انتقال میدهد. رعایت فاصله مناسب میلگردها در فونداسیون، هم برای کنترل ترکها و هم برای توزیع یکنواخت بار، اهمیت بالایی دارد.
برای شبکه آرماتور در شالودههای بتنی محدودیتهای زیر برقرار است:
- حداقل فاصله آزاد: مانند سایر اعضا، بزرگترین مقدار از سه معیار تعیینشده: ۲۵ میلیمتر، قطر میلگرد یا ۱.۳۳ برابر سنگدانه.
- حداکثر فاصله: در هر دو جهت نباید بیشتر از ۲۰۰ میلیمتر (مرکز به مرکز) باشد.
- پوشش بتن: برای فونداسیونهایی که مستقیم روی خاک اجرا میشوند حداقل ۷۵ میلیمتر، و برای فونداسیونهای روی بتن حداقل ۵۰ میلیمتر باید رعایت شود.
در شالودههای نواری و گسترده، میلگردها معمولاً در دو شبکه پایینی و بالایی قرار میگیرند. فاصله بین این دو شبکه (ارتفاع مفید) با توجه به ضخامت فونداسیون و بار وارده محاسبه میشود.
میلگرد آجدار یکی از مهمترین مقاطع فولادی در صنعت ساختوساز است که با ایجاد چسبندگی موثر بین بتن و فولاد، مقاومت کششی، شکلپذیری، کنترل ترکخوردگی و ایمنی سازههای بتنی را افزایش میدهد. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره این مقطع مهم فولادی، پیشنهاد میکنیم مقاله کاربردها و مزایای میلگرد آجدار در پروژههای ساختوساز چیست؟ را در بلاگ همراه فلز بخوانید.
حداکثر فاصله میلگرد در دال و دیوار
دالها و دیوارها برخلاف تیر و ستون، اعضای صفحهای هستند و میلگردها در سطح گستردهای توزیع میشوند. در این اعضا اگر فاصله میلگردها بیش از حد زیاد شود، نواحی بدون آرماتور شکل میگیرد که بتن در آنها هیچ کنترلی برای جلوگیری از ترکخوردگی ندارد. به همین دلیل آییننامه برای این اعضا حداکثر فاصله را نه بر اساس یک عدد ثابت، بلکه بهصورت نسبتی از ضخامت عضو تعریف کرده است.
دالهای بتنی
طبق بند ۸-۲-۶-۶ آییننامه بتن ایران، حداکثر فاصله میلگردهای خمشی در دال نباید از هیچکدام از این دو مقدار بیشتر شود:
- ۲ برابر ضخامت دال
- ۳۵۰ میلیمتر
مثال عملی:
- دال با ضخامت ۱۵۰ میلیمتر: حداکثر فاصله = min(300, 350) = ۳۰۰ mm
- دال با ضخامت ۲۰۰ میلیمتر: حداکثر فاصله = min(400, 350) = ۳۵۰ mm
دیوارهای بتنی
برای میلگردهای خمشی مربوط به دیوار هم باید مطابق زیر عمل شود:
- ۳ برابر ضخامت دیوار
- ۳۵۰ میلیمتر
| عضو سازهای | حداقل فاصله آزاد | حداکثر فاصله |
|---|---|---|
| تیر (یک سفره) | max(25mm، db، 1.33×dg) | 200mm مرکز به مرکز |
| تیر (بین سفرهها) | max(25mm، db) | — |
| ستون | max(40mm، 1.5×db، 1.33×dg) | 200mm مرکز به مرکز |
| دال | max(25mm، db، 1.33×dg) | min(2h، 350mm) |
| دیوار | max(25mm، db، 1.33×dg) | min(3h، 350mm) |
| فونداسیون | max(25mm، db، 1.33×dg) | 200mm مرکز به مرکز |
| db = قطر میلگرد / dg = قطر بزرگترین سنگدانه / h = ضخامت دال یا دیوار | ||
عوامل مؤثر بر تعیین فاصله میلگرد
فاصله نهایی میلگردها در هر عضو از سازه یک عدد ثابت نیست. چند عامل وجود دارند که در تعیین نهایی این مقدار تأثیرگذار هستند:
۱. قطر میلگرد مصرفی: طبیعتاً هرچه قطر میلگرد بیشتر باشد، حداقل فاصله آزاد هم بزرگتر خواهد شد. میلگرد ۳۲ میلیمتری نسبت به میلگرد ۱۲ میلیمتری فضای بیشتری بین خودش و میلگرد کناری نیاز دارد.
۲. اندازه سنگدانه بتن: سنگدانههای بتن باید بتوانند آزادانه بین میلگردها عبور کنند. اگر از بتن با سنگدانه ۲۵ میلیمتری استفاده شود، فاصله آزاد باید حداقل ۳۳ میلیمتر باشد. این معیار اغلب در اجرا نادیده گرفته میشود.
۳. نوع عضو سازهای: ستونها که در واقع اعضای تحت فشار هستند، شرایط سختگیرانهتری دارند و حداقل فاصله آزادشان از ۴۰ میلیمتر شروع میشود؛ تیرها و دالها نیز از ۲۵ میلیمتر.
۴. شرایط محیطی و خوردگی: در محیطهای خورنده مانند مناطق ساحلی، مرطوب و صنعتی، پوشش بتن بیشتری نیاز است که به طور غیرمستقیم فضای کمتری برای میلگردها باقی میگذارد.
۵. الزامات لرزهای: در سازههای خاص با شکلپذیری زیاد، محدودیتهای اضافی برای فاصله خاموتها در ناحیه بحرانی تیر و ستون اعمال میشود که از مقادیر پایه پیچیدگیهای بیشتری دارد.
اهمیت رعایت فاصله استاندارد میلگردها در استحکام سازه
رعایت نکردن فواصل استاندارد میان میلگردها در هر دو جهت (کم یا زیاد) میتواند پیامدهای جدی برای عمر و مقاومت سازه داشته باشد.
وقتی فاصله کمتر از حداقل باشد: بتن نمیتواند بین میلگردها نفوذ کند. ویبرهزدن کافی ممکن نیست. نتیجه: کرموشدگی، کاهش مقاومت پیوستگی میان بتن و فولاد، و افت جدی مقاومت اعضای سازه. همانطور که اشاره کردیم، نمونه واقعی این اتفاق را در زلزله ۱۳۹۶ کرمانشاه دیدیم؛ بسیاری از ستونهایی که فرو ریختند از میلگرد پر شده بودند، اما بتنریزی درستی نداشتند.
وقتی فاصله بیشتر از حداکثر باشد: ترکهای بتن بین میلگردها بدون هیچ کنترلی گسترش مییابند. در طول زمان، این ترکها به نشت آب و خوردگی میلگرد منجر میشوند. خوردگی میلگرد هم باعث انبساط حجمی آن و پوسته شدن بتن روی آن میشود که آسیب تدریجی اما جدی به سازه وارد میکند.
پیام اصلی: میلگرد بیشتر لزوماً به معنی سازه محکمتر نیست. سازه محکم و استاندارد یعنی آرماتورگذاری درست با فواصل صحیح و بتنریزی مناسب.